110kV變電所增容改造對新技術(shù)的應(yīng)用

劉艷++張在梅

摘 要圍繞二期供電系統(tǒng)容量不足及系統(tǒng)缺陷，我廠針對30#所增容改造在新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用做了大量的工作，其目的在于提高配電網(wǎng)的供電能力和安全經(jīng)濟運行水平，加強整個電網(wǎng)的靈活利用，降損節(jié)能，減少故障并提高供電質(zhì)量。說明利用現(xiàn)有的設(shè)備、設(shè)施，投入少量的資金，通過技術(shù)改造，既滿足生產(chǎn)擴能的需要，又提高了變電所技術(shù)裝備水平，這在技術(shù)改造中不僅是一次技術(shù)上的創(chuàng)新，更是一種管理理念上的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】增容改造 電網(wǎng)

動力廠30#變電所是二期供電系統(tǒng)的樞紐變電所，通過雙回110KV輸電線路與金昌330KV變電所連接，共有三臺40MVA主變，正常兩臺主變運行，一臺備用；公司熱電站5臺6MW機組通過兩回聯(lián)絡(luò)線，在30#變電所6KV系統(tǒng)并網(wǎng)，它主要承擔(dān)著公司二期系統(tǒng)生產(chǎn)用電和部分生活用電的轉(zhuǎn)供任務(wù)。根據(jù)公司“做大、做強、做精、做活”的發(fā)展戰(zhàn)略，用電負(fù)荷在猛增，所以，最突出的問題是系統(tǒng)如何增容；同時，30#所還存在以下兩個方面的問題：一是設(shè)計缺陷，系統(tǒng)不能避免負(fù)荷側(cè)短路沖擊引起的系統(tǒng)電壓大幅度降低；二是110KV繼電保護選型落后，保護配合困難。

1 30#所增容改造對新技術(shù)的應(yīng)用

針對以上問題，為滿足冶煉、化工生產(chǎn)系統(tǒng)用電負(fù)荷增加的需求，解決二期供電系統(tǒng)中存在的問題，提高供電的可靠性，在本次改造中，無論是一次系統(tǒng)，還是二次系統(tǒng)，不管是交流系統(tǒng)，還是直流系統(tǒng)的改造，對新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用都有很大的進步，針對不同情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施，重點完成了以下四項內(nèi)容：

1.1 合理的選擇增容方案充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、設(shè)施，投入少量的資金，通過技術(shù)改造，既滿足生產(chǎn)擴能的需要，又提高了變電所技術(shù)裝備水平

（1）在充分利用現(xiàn)有設(shè)備能力的基礎(chǔ)上，維持現(xiàn)有運行方式不變，對30#所兩臺40MVA主變更換成63MVA，6KV進線配電設(shè)備配套同步改造，這樣，既滿足了系統(tǒng)增容的要求，又能解決原設(shè)計存在的問題，這種方案既達到了變電站綜合自動化改造的目的，又能滿足生產(chǎn)擴能的需要，避免了新建一座高壓配電站。

（2）為了降低供電成本，這次改造選用SFSZ9系列低損耗110KV變壓器，其主要技術(shù)指標(biāo)為：

空載損耗：40 kW

負(fù)載損耗：260 kW

空載電流：0.25%

1.2 6KV母線加裝調(diào)容式消弧線圈自動跟蹤補償成套裝置，適當(dāng)加大出線限流電抗器電抗值。以消除系統(tǒng)因接地造成弧光過電壓及諧振過電壓，減少6KV電纜故障率

1.2.1 迅速確定接地點位置

小電流接地系統(tǒng)在發(fā)生接地故障后，規(guī)程允許繼續(xù)運行2小時，實際上，二期6KV供電系統(tǒng)自30#變電所交工以來多次出現(xiàn)電纜回路單相接地未能及時處理造成相間短路放炮，造成母線電壓瞬間降低，380V系統(tǒng)用電設(shè)備的電源接觸器釋放而斷電，影響生產(chǎn)流程的正常進行。因此，迅速確定接地點位置對饋線系統(tǒng)的安全運行意義重大。

1.2.2 調(diào)容式自動跟蹤消弧補償裝置

根據(jù)計算和實測系統(tǒng)電容電流，對30#所，選用了國內(nèi)技術(shù)較為先進的調(diào)容式自動跟蹤消弧補償裝置。設(shè)備采用國內(nèi)電力行業(yè)技術(shù)處于先進水平的河北旭輝公司的產(chǎn)品，主要技術(shù)指標(biāo)：控制器為ZGML-C104型工控機，帶24路選線功能，金屬性接地選線準(zhǔn)確率為100%，整套裝置殘流整定<5A，位移電壓小于相電壓的15%，調(diào)檔時間≤15S，電容電流測量周期≤3S，預(yù)調(diào)諧跟蹤響應(yīng)時間≤18S，選線延時時間為0.6S。其原理接線如圖1所示。

調(diào)容式自動跟蹤補償裝置是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式或及相應(yīng)的電壓等級來確定消弧線圈的額定容量，再利用消弧線圈的特點增加二次電容負(fù)荷線圈，根據(jù)變壓器阻抗變換原理，通過若干組真空開關(guān)或晶閘管通斷的組合調(diào)節(jié)二次電容的容抗值，再折算到一次側(cè)的容抗產(chǎn)生可調(diào)容性電流。由于該容性電流與消弧線圈電感電流相位相反，呈相減關(guān)系。盡管消弧線圈電感電流不變和系統(tǒng)電容電流暫時不變，通過調(diào)節(jié)消弧線圈二次容抗的大小可方便地控制接地點的接地電流的大小，以達到消弧抑制過電壓的目的。

1.2.3 項目效果分析

（1）正常系統(tǒng)的電容電流由消弧線圈補償，可最大限度地限制電纜單相接地故障發(fā)展成短路放炮事故，降低電纜故障率，縮小停電范圍。

（2）跟蹤檢測供電系統(tǒng)的接地電流，調(diào)整中性點消弧線圈的補償容量，減少系統(tǒng)單相接地電流，抑制弧光過電壓。

（3）提高供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，有效防止電纜放炮引起的低壓設(shè)備跳閘事故。

（4）查找接地回路簡單、迅速，消除人工拉路耗時、瞬時斷電的弊病，保證供電的連續(xù)。

（5）采用國內(nèi)先進的小電流接地供電系統(tǒng)的接地技術(shù)，提高了系統(tǒng)的技術(shù)水平，有利于提高運行人員的技術(shù)技能。

1.3 采用微機綜合保護裝置對常規(guī)的電磁式保護裝置進行更換，對二次設(shè)備進行技術(shù)改造，實現(xiàn)了變電站綜合自動化

（1）30#變電所綜合自動化改造采用了集保護、測量、控制為一體的保護監(jiān)控模塊。設(shè)備采用國內(nèi)電力行業(yè)微機保護技術(shù)處于先進水平的北京四方公司的產(chǎn)品。以每個開關(guān)柜微機綜合保護測控單元為硬件，采用分散與集中相結(jié)合的形式，將35KV、6KV系統(tǒng)的保護控制模塊直接分散安裝于各開關(guān)柜上，110KV系統(tǒng)及主變保護控制模塊集中組屏，安裝在控制室中，并采用完全分層分布式結(jié)構(gòu)，通過以太網(wǎng)構(gòu)成配電綜合自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)?；赪indows NXP軟件平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理，記錄事件與報警、事故追憶、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算、儲存、運行控制與操作、顯示各類運行組態(tài)畫面、自動生成報表及打印，并設(shè)置權(quán)限對系統(tǒng)進行管理。它具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化這四個主要特征。如圖2所示。

按圖2系統(tǒng)配置，整個變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單清晰，所有設(shè)備僅由主變及110KV線路保護控制單元進行集中組屏，35KV、6KV保護控制單元分散就地安裝構(gòu)成間隔層，由PC機構(gòu)成變電層，兩級之間通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，控制室屏柜的數(shù)量較傳統(tǒng)的設(shè)計方式大量減少，各種微機保護測控單元均采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式與變電層進行通訊，使系統(tǒng)的軟、硬件得到充分共享，在大量減少二次接線電纜的同時，采用了技術(shù)先進的監(jiān)控系統(tǒng)取代占地多，操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便，取消了傳統(tǒng)的中央信號控制屏，在后臺機上實現(xiàn)聲光圖像報警，比傳統(tǒng)的報警更為直觀，減輕了勞動強度，提高了變電站的運行水平。

（2）重新核算保護定值，縮短保護裝置動作時間，保護裝置就具備這種特點，加快切除故障電流，減少系統(tǒng)沖擊，確保二期系統(tǒng)供電的可靠性。

2 結(jié)語

通過改造，廠全過程參與方案設(shè)計、改造，在掌握新技術(shù)的同時，培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。二期供電系統(tǒng)存在的問題也將全部解決，增加對冶煉、化工系統(tǒng)的供電能力，滿足了冶煉、化工生產(chǎn)系統(tǒng)用電負(fù)荷增加的需求，30#變電所基本上實現(xiàn)了變電站綜合自動化，對提高變電站安全、穩(wěn)定和長周期可靠運行水平，降低運行、維護成本，提高經(jīng)濟效益和提供高質(zhì)量電能等提供了設(shè)備、技術(shù)保障。為公司順利實施“做大、做強”的目標(biāo)保證動力供應(yīng)鋪平道路。

參考文獻

[1]商國才.電力系統(tǒng)自動化[M].天津大學(xué)出版社，1999.

[2]孫雅明.電力系統(tǒng)自動控制與裝置[M].水利大力出版社，1994.

[3]北京哈德威四方保護與控制設(shè)備有限公司出的《CSC2000綜合自動化系統(tǒng)》等系統(tǒng)說明書，2012.

作者簡介

劉艷（2000-），女，電氣自動化中級工程師。研究方向為變配電所電氣自動化控制、局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等。

張在梅（1998-），女，電氣中級工程師。研究方向為變配電所電氣自動化控制、高壓電氣系統(tǒng)維護等。

作者單位

金川集團有限公司 甘肅省金昌市 737100